Software on Fabian Klaffenböck

Vehicle tracker with telemetry logging for the Surron UltraBee E-Bike

Mon, 21 Oct 2024 00:00:00 +0000

What and why

I wanted to log Important telemetry data of my Surron Ultra Bee in my Grafana dashboard. That’s by decided to replace the default GPS tracker, with a custom build solution, You might wounder, why rebuild a whole tracker from scratch. I dit this mainly for two reasons, first and formost, if i want to resell the Bike, the next buyer properly doesn’t want a custom Tracker, and just wants the of the shelf thing. The second reason (and properly the more important/ interesting one) is, that I wanted to build something that uses GPS and LTE. And that wat bather then a custom GPS tracker, because you have to handle things like data cashing (in case of connection loss), and much more.

Development and first bringup

The bord was designed with the Open source Software KiCad, with i really like because you can build custom GitLab CiCd pipelines fore exporting Gerber files and board renders, using Blender. For coset reason i designed the board using a 2 layer PCB, witch in hindsight wasn’t ths smartest thing, but it worked for the most part just fine. Because the board was designed to fit into the same footprint as the old GPS Tracker, it had to be realy small, with meant that THT parts were out of question, so each electronics part was SMD. Soldering so many, so tiny parts by hand really isn’t that fun, and also the LTE module, with is used, had pins on the bottom, with are impossible to solder by hand. So I tried something that I saw on YouTube, reflow soldering, using a freeing pan, and sand. This actually worked really well but also took like half an house of full heat of the camping heater, to heat up tha sand so much, that the solder paste would melt. (Tin foil is just so that the sand doesn’t come in direct contact with the parts)

First bringup was more or less uneventfully, after a redesign of the battery/power management, even the LTE module connected to cellular, and was able to download a test HTML page.

GPS and LTE antennas

I was thinking about including an onboard SMD or chip antenna. But i decided against it, for the simple reason of reducing complexity. The antenna of the LTE and GPS modules signal was just routed to an PCB connector, so I could connect a standard antenna. Both antennas were located on the side of the case with is facing upwards, to assure the best connectivity.

Comparison and final thoughts

When you compare the OEM tacker with my device (see tile image), you might notice that tha case is a little bit bigger, but it still fits in the pre determent spot of the bike. I might have to redesign the power supply/ battery circuit, because the Surron one in rated for about 50mA, but mine takes about 80-100mA. Otherwise, reading the bus and cellular/ GPS connectivity worked just fine.

Reverse engineering of the Surron CAN bus

Fri, 10 May 2024 00:00:00 +0000

What and why

I want to log vehicle data from my Surron e-bike, but the default and build in data logger is kina limited, and does not allow any sort of integration into better datastore, like InfluxDb. That’s the reason that I want to build a data logger myself. The bike has a CAN-Bus for communication between the inverter, display and the default t-module. Sadly (but somewhat understandably) there isn’t any kind of documentation, also known as a DBC file. For reverse engineering, I at first Logged all communication for a few minutes and then fired up a Jupyter notebook for analyzing then CAN Trace. All in all the Trace contains 25 Individual Ids (2 of them are extended and the others are default Ids). I’m thinking about publishing all the finding, but I have to make shire that’s legal.

Default T-Module

If any one is interested, this is the default T-Module (also sometimes called BeeBox), with the integrated 3G (mayne 4G ?) antenna.

The Wire colors are the same as on the connector. So if you understand what you are doing, you can connect to can H and L and read the Bus. Baud rate is 500 kbat.

Tool zur verwaltung vom Elektronik-lager

Thu, 29 Feb 2024 00:00:00 +0000

LagerSystem

Zum Lagern und Organisieren diverser Elektronischer Komponenten habe ich einige Lagerboxen mit dem 3D-Drucker gedruckt. Da es jedoch große Fluktuation in der Organisation gab, kam es für mich nicht in frage jede einzelne Schublade mit dem jeweiligen Bauteil zu beschriften. Daher hat jedes Fach eine Nummer die aus einem 4-stelligen zeichen teil und einem 3-stelligem Zahlencode besteht (AAAA-001). Dadurch ist es möglich die beschriftung immer gleich zu lassen, und in dem Verwaltungstool das jeweilige bauteil zuzuweisen.

Systemarchitektur und Benutzung

Das System besteht aus einem Server (geschrieben in Kotlin) und einer Single Page Application (erstellt mit Angular). Beim Aufruf der Seite werden alle sich aktuell im Lager befindlichen Teile abgerufen und angezeigt. Beim Erstellen wird automatisch ein Fach im Lager vorgeschlagen, das noch frei ist. Das bedeutet es handelt sich hierbei um eine chaotisch Lagerhaltung, da verschiedene Typen von Bauteilen nebeneinader befindend die ansonsten nicht viel miteinander zu tun haben.

Pcb Mill

Sun, 28 Jan 2024 00:00:00 +0000

Entwicklung einer Fast komplet 3D-geduckten Platinen Fräse

Um die Wartezeit auf Prototypen Platine zu verringern, habe ich mich dazu entschlossen einen Board Fräse zu entwickeln die genau meinen Anforderungen entspricht. Als controller wird ein Arduino Mega mit Ramps1.4 board verwendet auf dem [GRBL](https://github. com/grbl/grbl) als firmware lauft. Dies ermöglicht komplette Konfigurationsfreie was die Software betrifft.

Klemmen und Montage

Um das Verrutschen während dem Fräß-prozess zu verhindern, Wird der Platinen Rohling mit einem Hale-rahmen fixiert. Die Erkenntnisse aus den beiden Linken Prototypen wurden kombiniert um den Finalen Ramen zu Entwickeln. Es hat sich herausgestellt, dass es am sinnvollsten ist alle 4 Ecken freizulassen, dammit man mit dem Fräser leicht eine Nullreferenz findet.

Erste Gehversuche

Die ersten Versuche mit der Fräse ergaben gemischte Resultate. Einerseits ist die Aktuelle spindel nicht stabil genug, sodass er zu vibrationen kommt die sich in der Fräsqualität abzeichnen. Andererseits sind sie Platinen rohlinge nicht 100-prozentig plan, was dazu führt, dass manche Leitungen zu tief, und andere dafür gar nicht gefräst wurden.

Ramen und Motion-system

Der komplette Ramen ist aus 20x20 Alu-profilen. Dies hat einige vor und Nachteile. Zu den entscheidenden Vorteilen gehört natürlich die Flexibilität, da es Sehr einfach ist den Ramen zu sklearn wie er benötigt wird. Nachteile hingegen sind, dass es einigen aufwand, bedarf denn kompletten Ramen in den Rechten winkel zu bekommen. Daher bin ich am überlegen in späteren Revision alle 20x20 Profile mit 5mm gelaserten Blechplatten zu ersetzen.

Fräskopf und die Entsprechende Montage

Der Fräskopf ist immer noch work in progress. Der erste Ansatz war (Wie in den ersten beiden bildern zu sehen) eine Verlängerung für eine normale Metallfräse zu verwenden. Dies hätte viele Vorteile gehabt, zum beispiel, dass ich mir um dei Fräser spannung keine Gedanken machen hätte machen müssen, da schon ein standard ER12 Futter vorhanden war. Dieser Ansatz hat leider aber nie wirklich funktioniert, weil ich keine vernünftige möglichkeit habe Teile zu wucherten, was zur Folge hat, das diese Spindel sehr dazu neigte zu schwingen.

Der zweite Ansatz ist ein kleineres ER11 Futter direkt auf sie narbe des Motors zu schrumpfen. Das war bis jetzt aber nur von geringem Erfolg gekrönt, da die Toleranzen zwischen Inne und Außendurchmesser nicht groß genug sind, um eine einfache Schrumpft-passung zu ermöglichen. Zudem gestaltet sich die Montage des BLDC Motors auf Standard 3D-Druck PLA als schwieg, da der motor aktuell um die 80°c erreicht, das PLA zu weich macht. Dieses Problem ist aber mit dem Wechsel auf ABS oder Nylon als Material leicht in den Griff zu bekommen.

Erster Prototyp für Testo zu Can converter

Tue, 02 Jan 2024 00:00:00 +0000

Der erste Prototyp ist fertig. Die Aufgabe besteht darin, die Bluetooth-Funktionalität in der Nähe von störenden Hochspannungsleitungen zu erproben. Die Versorgungsspannung kann 12 oder 24 Volt betragen, bei einer Überspannung verursacht der integrierte Spannungsschutz einen Kurzschluss, wodurch die Sicherung durchgeht. Damit ist sichergestellt, dass keine Probleme mit Überspannungen auftreten können. Darüber hinaus sind alle Eingänge ESD-geschützt.

Storm kann entweder über die 2 Bananenstecker, den D-sub 9 Stecker oder über Usb versorgt werden. Der D-sub beinhaltet auch die pins für den Can-bus.

Oben auf dem Gehäuse wurde eine Lasche angebracht, um die Montage zu erleichtern.

Bestückt wurde das Board komplett von Hand.

Bei der Platine wurde auf grund der Komplexität auf HASL verzichtet und auf ENIG gesetzt. Hergestellt von [Aisler](aisler. net).

Gehäuse mit Front und Deckplatte

Testo Bluetooth Thermometer auslesen und auf Can übertragen

Sun, 10 Dec 2023 00:00:00 +0000

Um die Temperatur auf einer sich drehenden Wells zu messen, wurde ein kabelloses Thermometer benötigt. Die Wahl viel hierbei auf das Testo 915t. Normalerweise wird das Thermometer mit einer App verwendet. Allerdings ist dies nicht praktikabel, da es keine einfache Möglichkeit gibt die gemessenen Temperature Werte mit anderen Metriken in Correlation zu setzten. Daher wurde der Entschluss gefasst eine Möglichkeit zu finden die Werte auch ohne die App zu bekommene.

Das Reverse engineering habe ich damit begonnen die Android app zu Dekompilieren und nach hinweisen zur Funktion zu suchen. Dieser Versuch verlief alleging nur it gemischtem Erfolg. Ich habe Hinweise gefunden, allerdings hat die App alleine nicht gereicht unm das Geheimnis zu entschlüsseln.

Den Durchbruch habe ich damit erreicht, dass ich bei der Verwendung den Android Bluetooth logger mitlaufen habe lassen. Im log-File sah man dann eindeutig welche Nachrichten über Bluetooth Le gesendet werden müssen, um vor allem dem Thermometer vorzugaukeln, das eine App gerade versucht sich zu verbinden, und auch dann nen Mechanisms zu triggern der die Messungen auslöst.

CanRemote

Sun, 12 Nov 2023 00:00:00 +0000

Zum Schalten eines 12 gängigen Getriebes müssen CAN Nachrichten geschickt werden. Dies wird von der Fernbedienung übernommen. Nachdem ein Gang gewählt wurde, fängt der entsprechende Knopf an zu Blinken, bis eine Rückmeldung vom Getriebe kommt, das der Gang korrekt eingelegt wurde, darauf hin leuchtet er permanent. Wenn dieselbe Taste noch einmal gedrückt wird, wird der Befehl für den Neutralgang geschickt.

Damit die Tasten sauber leuchten, ist ein Separator verbaut, der die LEDs trennt und eine saubere Beleuchtung sicherstellt.

Die Deckplatte wird auf die Platine und den LED-Separator gelegt, und dann in das Hauptgehäuse geschoben.

Relay Controller

Sat, 12 Aug 2023 00:00:00 +0000

Aus einem Silo wird Kraftfutter in eine Leitung gefüllt, un da es dabei öfter zu Verstopfungen kam wurde ein Rüttler benötigt. Damit dieser nicht durchgängig lauft, wurde eine Steuerung entwickelt welche den Motor für kurze Zeit ein und danach wieder ausschaltet.

RGB Controller

Mon, 20 Mar 2023 00:00:00 +0000

Da es keine passende Lösung gab, habe ich mich dazu entschieden einen RGB-Controller zu entwickeln. Im Fokus standen der Datenschutz, einfache Anwendung und Langlebigkeit. Der Controller verbindet sich über WLAN mit einem MQTT-Server, welcher die Befehle von Homeassistant weiterleitet.

LinGateWay

Thu, 17 Feb 2022 00:00:00 +0000

Die Anforderung war Botschaften die am Can-Bus ankommen auf Lin-Bus zu übersetzen und andersherum.

CanGateWay

Sat, 13 Nov 2021 00:00:00 +0000

Die Anforderung war das Errechnen einer CRC-Checksum für bestimmte Can Botschaften. Um dieses Ziel zu erreichen werden alle Botschaften die am Bus1 ankommen filtern und damit eine Isolierung zweier Systeme zu erreichen.

EmulatorLauncher

Fri, 13 Aug 2021 00:00:00 +0000

Um die Komplexität von meinem Emulator-setup zu verringern habe ich ein Tool entwickelt, das alle Emulatoren vereint und an einem Ort speichert. Das Tool unterstützt auch eine Backupfunktion.

Futtermischanlage

Sun, 07 Jun 2020 00:00:00 +0000

Nach langer Planung wurde ein Eigenbauprojekt umgesetzt einen Futtermischer zu elektrifizieren. Dies wurde gemacht da eine fertige Lösung nicht allen Anforderungen entsprach. Zur fertigen Ausstattung zählen eine Fernbedienung und ein ausgereiftes Sicherheitssystem.

Es sind 3 Geschwindigkeiten (M1, M2, M3) vorgesehen um den Motor unterschiedlich schnell drehen zu lassen. Weitere Funktionen sind Messer Ein- und Ausfahren, Schieber auf und zu, Wasser, und eine Schnecke.

Der Mischer selber wird über ein zweites Förderband befüllt.